基因工程讲义

动物DNA制备一、实验目的了解动物基因组DNA的提取原理和基本操作步骤，掌握从动物组织样品中制备高质量基因组DNA的方法。

二、实验原理在EDTA和SDS等去污剂存在的条件下，用蛋白酶K消化细胞，随后用酚抽提，无水乙醇沉淀，可以得到动物基因组DNA。

用此方法得到的DNA长度大约在100-200 kb之间，适用于PCR扩增、基因组文库构建和Southern杂交等实验分析。

三、实验材料新鲜的动物组织。

四、实验仪器高压灭菌锅，玻璃匀浆器，恒温水浴锅，台式高速冷冻离心机五、试剂配制1、组织匀浆液100 mmol／L NaCI，10 mmol／L Tris·HCl（pH 8.0），25 mmol／L EDTA（pH8.0）2、蛋白酶K溶液按10mg／mL配好后用一次性过滤器过滤，-20 ℃保存。

3、裂解缓冲液200 mmol／L NaCI，20 mmol／L Tris·HCI（pH 8.0），50 mmol／LEDTA（pH 8.0），1%SDS。

4、不含DNA酶的RNA酶溶液将胰RNA酶溶解于10 mmol／L Tris·HCl（pH7.5）、15 mmol／L NaCl溶液中，RNA酶溶液的终浓度为l0 mg／mL。

将酶液置于100 ℃水浴处理15 min，使DNA酶失活，缓慢冷却到室温，-20 ℃保存。

5、Tris饱和酚（pH8.0）：氯仿：异戊醇混合液酚：氯仿：异戊醇按体积比25：24：1配制，现配现用。

6、TE缓冲液10 mmol／L Tris·HCl（pH 8.0），1 mmol／LEDTA（pH 8.0），配制完成后高压灭菌，4 ℃保存。

六、实验步骤（一）DNA的提取1、组织样品的处理切取新鲜的（或冷冻的）动物组织1 g，除去结缔组织，用预冷至4 ℃的生理盐水清洗3次；在冰浴中剪碎后，置于玻璃匀浆器，加入约2.0 mL组织匀浆液匀浆至无明显组织块存在。

2、细胞裂解将组织细胞移至2.5 ml离心管中，设定在4 ℃条件下5000 r/min离心30-60 s，弃上清液；向沉淀细胞中加入等体积的裂解缓冲液，再加入蛋白酶K溶液至终浓度200 µg／mL，翻转混匀（动作一定要轻柔）后于55 ℃水浴中缓慢振荡处理12-18 h。

第18讲 基因工程考点01 基因工程★ 考向1 基因工程的理论基础1、基因工程的理论基础2、基因工程的基本操作程序（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，启动子在基因的首段，它是RNA 聚合酶的结合位点，能控制着转录的外源基因在受体细胞内表达理论 基础 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位。

②遗传信息的传递都遵循中心法则。

③生物界共用一套遗传密码。

重组DNA ： 载体+目的基因 复制转录 RNA 翻译 蛋白质基因拼接 ①DNA 的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。

②DNA 分子都遵循碱基互补配对原则。

③双链DNA 分子的空间结构都是双螺旋结构。

开始；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定。

分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术，个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

易错警示：辨析农杆菌转化法中的两次拼接与两次导入（1）两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA中；第二次拼接指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。

（2）两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌；第二次导入是将含目的基因的T-DNA导入受体细胞。

3、DNA的粗提取与鉴定（1）原理：利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。

《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这一现代生物技术的核心领域，为我们打开了一扇通往生命奥秘和创新应用的大门。

它让我们能够在分子水平上对生物的遗传物质进行操作和改造，从而实现特定的目标。

接下来，让我们深入了解基因工程的基本操作程序。

一、获取目的基因目的基因是我们期望在受体细胞中表达和发挥特定功能的基因。

获取目的基因的方法多种多样。

一种常见的方法是从基因文库中获取。

基因文库就像是一个基因的“图书馆”，包含了某种生物的全部基因。

我们可以根据目的基因的相关信息，在这个“图书馆”中进行筛选和查找。

另一种方法是利用 PCR 技术扩增目的基因。

PCR 技术就像是一台基因的“复印机”，能够以少量的 DNA 为模板，通过多次循环的变性、退火和延伸过程，快速大量地扩增出特定的基因片段。

此外，如果已知目的基因的核苷酸序列，还可以通过化学方法人工合成目的基因。

二、构建基因表达载体获取了目的基因后，接下来需要构建基因表达载体。

这就像是给目的基因打造一个“专车”，使其能够顺利地进入受体细胞并发挥作用。

基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。

启动子是基因表达的“开关”，它能够控制基因在何时何地开始表达。

终止子则像是“停车信号”，告诉基因表达在何处结束。

标记基因则用于筛选和鉴定含有目的基因的受体细胞，常见的标记基因有抗生素抗性基因等。

构建基因表达载体时，需要使用限制酶和 DNA 连接酶等工具酶。

限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子。

DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成完整的基因表达载体。

三、将目的基因导入受体细胞有了基因表达载体，接下来要将其导入受体细胞。

这是基因工程中的关键步骤之一，就像是把“专车”开到目的地。

导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。

农杆菌转化法是利用农杆菌能够感染植物细胞，并将其 Ti 质粒上的TDNA 转移到植物细胞中的特点来实现目的基因的导入。

《基因工程的原理》讲义一、什么是基因工程在深入探讨基因工程的原理之前，咱们先来弄清楚基因工程到底是什么。

简单来说，基因工程就是一种生物技术，它能让我们像操作拼图一样，对生物的基因进行剪切、拼接和重组，从而实现改变生物性状、创造新物种等目的。

想象一下，基因就像是生物体内的“指令手册”，决定了生物的各种特征，比如眼睛的颜色、身高、对疾病的抵抗力等等。

而基因工程就是让我们有能力去修改这本“指令手册”，按照我们的意愿来塑造生物。

二、基因工程的基本工具要进行基因工程，就需要一些特殊的“工具”，就像我们修理东西需要螺丝刀、扳手一样。

1、限制性内切酶这可是基因工程里的“剪刀”，能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点把 DNA 分子切开。

它的作用就像是一把精准的剪刀，能够在DNA 长链上找到我们想要的位置，然后干净利落地剪断。

2、 DNA 连接酶有了剪刀把 DNA 剪开，还得有东西把它们重新连接起来，这时候DNA 连接酶就登场了。

它能够把两个断开的 DNA 片段连接在一起，形成一个完整的 DNA 分子。

3、运载体当我们把想要的基因剪下来之后，得有个东西把它运送到目标细胞里去，这就是运载体的作用。

常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

它们就像是一辆辆“小货车”，能把我们需要的基因安全地运送到目的地。

三、基因工程的操作步骤了解了基本工具，接下来看看基因工程是怎么操作的。

1、目的基因的获取首先，我们得知道自己想要的基因是什么，这就是目的基因。

获取目的基因的方法有很多种，比如从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增，或者通过人工合成等。

2、基因表达载体的构建这是基因工程的核心步骤。

我们把获取到的目的基因和运载体用限制性内切酶和 DNA 连接酶进行处理，构建成一个能在受体细胞中稳定存在并且能表达的基因表达载体。

3、将目的基因导入受体细胞这一步就像是把货物送到指定的地方。

根据受体细胞的不同，导入的方法也不一样。

比如，对于植物细胞，可以用农杆菌转化法、基因枪法等；对于动物细胞，常用的是显微注射法；而对于微生物细胞，常用的是感受态细胞法。

《基因工程的原理》讲义一、什么是基因工程基因工程，简单来说，就是一种在分子水平上对基因进行操作的技术。

它就像是一个极其精细的“基因手术”，通过一系列的技术手段，对生物体的基因进行剪切、拼接、重组和改造，从而实现对生物遗传特性的定向改变。

要理解基因工程，首先得知道基因是什么。

基因是具有遗传效应的DNA 片段，它就像一个神秘的密码本，决定了生物体的各种性状，比如我们的外貌、身高、性格，甚至是容易患上某些疾病的倾向。

而基因工程的出现，让我们有了主动去解读和改写这个“密码本”的能力。

不再是被动地接受自然的遗传安排，而是能够按照我们的意愿，去塑造和优化生物的特性。

二、基因工程的基本工具就像进行任何一项复杂的工程都需要特定的工具一样，基因工程也有它必不可少的“工具包”。

1、限制性内切酶限制性内切酶，也被形象地称为“分子剪刀”。

它能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点将 DNA 分子切断。

就好像一把精准的剪刀，能够在长长的 DNA 链条上找到我们想要的位置，然后干净利落地剪断。

不同的限制性内切酶识别的核苷酸序列是不一样的，这就为我们在基因操作中提供了多种选择，能够根据具体的需求来剪切 DNA。

2、 DNA 连接酶有了剪断的操作，自然还需要把断开的 DNA 片段重新连接起来。

这时候就轮到 DNA 连接酶登场了，它像是一个“基因胶水”，能够把两个具有相同末端的DNA 片段连接在一起，形成一个完整的DNA 分子。

3、运载体当我们把想要的基因片段剪切并连接好之后，还需要一个“运输工具”把它们送到目标细胞中去，这个“运输工具”就是运载体。

常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

运载体就像是一辆辆小货车，它们能够携带我们精心准备的基因片段，顺利地进入到受体细胞中，并且能够在受体细胞中稳定地存在和复制。

三、基因工程的基本操作步骤1、目的基因的获取这是基因工程的第一步，也是关键的一步。

目的基因就是我们想要的那段具有特定功能的基因。

《基因工程赋予生物新的遗传特性》讲义在当今科技飞速发展的时代，基因工程作为一项具有革命性的生物技术，正以前所未有的方式改变着我们对生命的理解和塑造能力。

它犹如一把神奇的钥匙，为生物打开了一扇通往新遗传特性的大门，为人类带来了无限的可能和机遇。

一、基因工程的基本概念和原理基因工程，简单来说，就是在分子水平上对基因进行操作的技术。

它基于我们对基因的结构和功能的深入了解，通过一系列精细的实验手段，实现对生物体遗传信息的改造和重组。

基因是生物体遗传信息的基本单位，它们以特定的序列排列在染色体上。

基因工程的核心原理就是要对这些基因进行切割、拼接和转移，以创造出具有新的遗传组合的生物体。

这其中，关键的工具包括限制酶、DNA 连接酶和载体。

限制酶能够识别特定的碱基序列，并在这些位置将 DNA 分子切断。

而 DNA 连接酶则负责将切割后的 DNA 片段重新连接起来。

载体，比如质粒和病毒，它们可以携带我们想要转移的基因片段进入受体细胞。

二、基因工程的操作步骤基因工程的操作通常包括以下几个主要步骤：首先是目的基因的获取。

这可以通过从生物体的基因组中直接分离，或者利用反转录技术从 mRNA 合成 cDNA 来实现。

然后是基因载体的构建。

选择合适的载体，并将目的基因连接到载体上，形成重组 DNA 分子。

接下来是将重组 DNA 分子导入受体细胞。

常用的方法有转化、转染和感染等，要根据受体细胞的类型和特点选择合适的导入方式。

导入后的受体细胞需要经过筛选和鉴定，以确定哪些细胞成功地接纳了目的基因并表达出相应的产物。

三、基因工程赋予生物的新遗传特性基因工程为生物带来了多种多样的新遗传特性，这些特性在农业、医学、工业等领域都发挥着重要的作用。

在农业方面，通过基因工程，我们可以培育出具有抗病虫害能力的作物。

比如，将编码抗虫蛋白的基因导入农作物中，使它们能够自身产生抵抗害虫的物质，减少农药的使用，既降低了成本，又保护了环境。

还可以改良作物的品质。